高中物理粵教版4第四章光第01節(jié)光的折射定律 2023版第4章第1節(jié)課后實(shí)踐導(dǎo)練

學(xué)生P85課標(biāo)基礎(chǔ)1．關(guān)于折射率，下列說法正確的是()A．根據(jù)eq\f(sini,sinγ)＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B．根據(jù)eq\f(sini,sinγ)＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C．根據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D．同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與波長成反比【解析】介質(zhì)的折射率是由介質(zhì)本身和入射光的頻率共同決定，與入射角正弦，折射角正弦沒有必然聯(lián)系，A、B均錯(cuò)；由n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比，C正確；由v＝λf，v＝eq\f(c,n)可得：eq\f(c,f)＝nλ，因光的頻率由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)不變，所以折射率與波長成反比，D正確．【答案】CD2．光從某種玻璃中射向空氣，入射角i從零開始增大到某一值的過程中，折射角γ也隨之增大，則下列說法正確的是()A．比值i/γ不變B．比值sini/sinγ是一個(gè)大于1的常數(shù)C．比值sini/sinγ不變D．比值sini/sinγ是一個(gè)小于1的常數(shù)【解析】光從玻璃射向空氣時(shí)，玻璃的折射率n＝eq\f(sinγ,sini)>1，且不變，因此C、D正確．【答案】CD3．由于覆蓋著地球表面的大氣，越接近地表面越稠密，折射率也越大，遠(yuǎn)處的星光經(jīng)過大氣層斜射向地面時(shí)要發(fā)生偏折，使我們看到的星星的位置，與實(shí)際位置間存在差距，這種效應(yīng)叫做蒙氣差。以下關(guān)于這種現(xiàn)象的說法正確的是()A．夜晚，我們看到南半天星星的位置，要比它實(shí)際的位置高一些B．夜晚，我們看到南半天星星的位置，要比它實(shí)際的位置低一些C．這種光現(xiàn)象中的“蒙氣差”效應(yīng)，越是接近地平線就越明顯D．這種光現(xiàn)象中的“蒙氣差”效應(yīng)，越是接近地平線就越不明顯【解析】因越接近地表面大氣的折射率也越大，南半天星星發(fā)出的光線經(jīng)大氣折射后偏向地球(如圖)，且越是接近地平線偏折越明顯．故A、C正確．【答案】AC4．如圖4－1－3所示，井口大小和深度相同的兩口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，兩井底部中間位置各有一只青蛙，則()圖4－1－3A．水井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙覺得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．兩只青蛙覺得井口一樣大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星【解析】這是一道典型的視野問題，解決視野問題關(guān)鍵是如何確定邊界光線，是誰約束了視野等．如本題中由于井口邊沿的約束，而不能看到更大的范圍，據(jù)此根據(jù)邊界作出邊界光線如圖所示．由圖可看出①α＞γ，所以水井中的青蛙覺得井口小些；②β＞α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．【答案】B5．一束光由空氣射入某種介質(zhì)，當(dāng)入射角和界面的夾角為30°時(shí)，折射光線恰好與反射光線垂直，則光在該介質(zhì)中的傳播速度是(真空中光速為c)()A．c \f(c,2)\f(\r(3),2)c \f(\r(3),3)c【解析】依題意知，入射角i＝60°，折射角γ＝30°，所以n＝eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(c,v)，解得v＝eq\f(\r(3),3)c，D正確．【答案】D能力提升6．如圖4－1－4所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形．細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和折射光束2.已知玻璃折射率為eq\r(3)，入射角為45°(相應(yīng)的折射角為24°)．現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞O點(diǎn)在圖示平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則()圖4－1－4A．光束1轉(zhuǎn)過15°B．光束1轉(zhuǎn)過30°C．光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°D．光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°【解析】轉(zhuǎn)動(dòng)前，光束1(反射光)與入射光線間的夾角為A＝45°×2＝90°，光束2(折射光)與入射光線間的夾角為B＝45°＋90°＋(90°－24°)＝201°.轉(zhuǎn)動(dòng)后，反射光線與入射光線的夾角A′＝60°×2＝120°，據(jù)折射定律，eq\f(sin60°,sinγ)＝eq\r(3)，得γ＝30°，則折射光與入射光間的夾角為B′＝60°＋90°＋(90°－30°)＝210°.因?yàn)棣＝A′－A＝30°，ΔB＝B′－B＝9°，故B、C項(xiàng)正確．【答案】BC7．如圖4－1－5所示，一細(xì)束紅光和一細(xì)束藍(lán)光平行射到同一個(gè)三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個(gè)點(diǎn)M，若n1和n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，下列說法中正確的是()圖4－1－5A．n1<n2，a為紅光，b為藍(lán)光B．n1<n2，a為藍(lán)光，b為紅光C．n1>n2，a為紅光，b為藍(lán)光D．n1>n2，a為藍(lán)光，b為紅光【解析】由圖線可知，b光線經(jīng)過三棱鏡后的偏折角較小，因此折射率較小，是紅光．故正確答案為B.【答案】B考向觀摩8．一半圓柱形透明物體橫截面如圖4－1－6所示，底面AOB鍍銀(圖中粗線)，O表示半圓截面的圓心．一束光線在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)入射，經(jīng)過AB面反射后從N點(diǎn)射出．已知光線在M點(diǎn)的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求(1)光線在M點(diǎn)的折射角；(2)透明物體的折射率圖4－1－6【解析】(1)如圖，透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN，Q、M點(diǎn)相對(duì)于底面EF對(duì)稱，Q、P和N三點(diǎn)共線．設(shè)在M點(diǎn)處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根據(jù)題意有α＝30° ①由幾何關(guān)系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60° ②且α＋r＝β ③由①②③式得r＝15° ④(2)根據(jù)折射率公式有sini＝nsinr ⑤由④⑤式得n＝eq\f(\r(6)＋\r(2),2)【答案】見解析創(chuàng)新探究9．我國天文工作者通過計(jì)算機(jī)確定了我國新世紀(jì)的第一道曙光的到達(dá)地——浙江溫嶺的石塘鎮(zhèn)(天文學(xué)上規(guī)定：太陽邊緣上發(fā)出的光線與地球相切于A點(diǎn)的時(shí)刻，就是A點(diǎn)日出時(shí)刻，如圖4－1－7所示)．但由于地球大氣層的存在，光線會(huì)發(fā)生折射，因此，地球上真實(shí)看到日出的時(shí)刻與天文學(xué)上規(guī)定的日出時(shí)刻有所不同．已知地球平均半徑為6371km，且日地之間的距離約為×108km，假設(shè)A點(diǎn)為石塘鎮(zhèn)，地球大氣層的厚度約為20km圖4－1－7A．提前5s B．提前50sC．推遲5s D．推遲50s【解析】根據(jù)題意作出示意圖如圖所示，小圓表示地球，大圓表示大氣外層，A點(diǎn)表示石塘鎮(zhèn)，DF、BG為太陽的第一道曙光，由圖可知，如果沒有大氣層，那么，A點(diǎn)只有等到地球轉(zhuǎn)到B點(diǎn)時(shí)才能看到第一道曙光，然而，由于大氣層的折射，在A點(diǎn)就可以看到曙光．由此可見，石塘鎮(zhèn)的第一道曙光會(huì)提前出現(xiàn)．在直角三角形OAD中，sinθ＝eq\f(OA,OD)＝eq\f(6371,6371＋20)≈9，所以θ≈°.根據(jù)折射定